长手指组合再造的应用解剖和数字化模型研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songyingling
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手不仅是人的劳动器官和重要的感觉器官,还是重要的情感交流工具,任何手指的缺损都会影响手的外形和功能,甚至带来严重的心理创伤。如何重建缺损手指、更好的恢复手的功能,是手外科、显微外科医生一直探索的课题。多数患者难以接受其丑陋外形而常常将它隐藏起来羞于示人。如何再造具有良好感觉、足够长度、满意外形及具有良好关节活动的手指,一直是手外科医生面对的难题和挑战。  美学上优化再造手指外形已得到众多专家关注,我们创新性地将组合再造术式应用于全长手指的再造,突破了单纯二趾长度不足外形丑陋的局限,打破了手指近侧指间关节以近长手指缺损不能再造的观念。  目的:  1.围绕复杂的全长手指组合再造临床手术中遇到的解剖难题,包括再造设计问题;受区动脉类型、相互关系及组合搭配问题;组合瓣各部分血运问题;骨关节结构活动问题等,做逐项深入研究,以指导该术式设计更合理更完善。  2.通过明胶硫酸钡灌注标本,将其CTA数据经三维重建软件MIMICS10.01处理,探索构建长手指缺损组合再造手术方案的标本数字化模型,以期能准确模拟演示再造的手术过程,可结合相关临床解剖以改进及规划最佳手术方案,为数字化模型的临床应用做好前瞻性研究。  3.选择Ⅳ、Ⅴ度和Ⅵ度手指缺损需进行组合再造的一组病例,通过术前优化的造影方法及螺旋CTA扫描,利用MIMICS10.01软件构建患者个性化的长手指组合再造的数字化模型,用以优化术式方案,精确术前设计,解决组合再造存在的手术复杂、设计不够精确、主观盲目性大、风险高的缺点。还可使术式设计更精准规范和易于掌控操作,从而获得组合再造手指的完美外形及良好功能,并通过数字化教学和临床培训促进该术式的普及。  方法:  应用解剖学研究,组合再造标本数字化模型的建立,数据采集与三维重建,建立长手指组合再造数字化模型.  依据长手指组合再造的术式步骤原则用Mimics软件构建其数字化模型,基本步骤如下:以上步骤已重建好手足灌注标本三维图像各一;设定要再造的手指并加粗10%后重建皮肤图像,并3D打印出作为拇甲瓣设计的依据;组合再造数字化模型的临床应用,动脉造影图像采集.三维重建及数字化模型建立,临床长手指组合再造手术.  结果:  组合再造数字化标本模型的建立  明胶硫酸钡灌注标本解剖前全部行螺旋CT扫描。通过三维螺旋CT获取了精确的高空间分辨率扫描断层影像数据,可清楚显示足部动脉与肌肉、骨骼复杂的三维解剖关系,部分标本还可显示跖背及跖底动脉在跖骨头处相对较为粗大的分支,甚至可看到跖骨头的滋养动脉。  本研究以个人电脑为平台,利用三维图像重建软件MIMICS10.01重建出清晰足部复杂的三维图像。成功构建了长手指组合再造的二趾骨关节及拇甲瓣的三维数字化模型,可清楚地观察动脉、骨关节及皮肤立体结构及其相互毗邻关系,虚拟组合预先规划动脉及骨关节等重要结构的设计。  组合再造数字化模型的临床应用  足背动脉穿刺造影可清晰显示肢端如跖背跖底动脉细小的分支甚至包括趾蹼以远的趾背趾底动脉的微细动脉及分支,效果明显优于传统的肘静脉置管造影方法。而且通过容积扫描,还可动态观察不同时相的动脉显影图像。因三维图像无法重建神经,静脉也多显示不佳,故活体及标本数字化模型中不包括神经及静脉,拇甲骨皮瓣和的二趾骨关节肌腱复合体只带动脉。临床个性化长手指组合再造复合组织瓣数字化模型的解剖数据与再造过程中所见实体解剖结构相符,数字化模型虚拟建立过程与真实再造过程具有一致性。本组14例长手指组合再造均在术前应用数字化模型虚拟操作及验证优化了手术方案。再造长手指全部一期成活,术后无血管危象发生。术后12指得到随访,时间5~31个月,手术优良率93.5%。本组手术时间缩短至平均6.6小时。  结论:  1.长手指组合再造的临床解剖与术式设计,防止再造长手指的掌指关节过伸畸形,正常第2跖趾关节MTP的屈伸活动角度一般是是屈曲45°和背伸90°,而正常掌指关节MP是屈曲90°和背伸30°,移植时需行跖骨头翻转纠正跖趾关节过伸畸形,以改善功能。跖骨头需要翻转的角度是:MTP背伸角度减去MP的背伸角度,可使移植后的MTP关节的背伸角度调整到正常的MP背伸角度,并可增大屈曲角度到90°。根据第2跖骨头的滋养血管主要分布于两侧侧副韧带起点结节跖侧的血运规律,跖骨头背侧截骨位置贴在侧副韧带起点结节的近侧缘,跖侧可根据翻转角度最大限度向近侧倾斜,可保证跖骨头良好的血运并达到截骨角度要求。血管扭转的问题:第一趾蹼间隙内FDMA和FPMA较相交通,并发出行向拇趾腓侧和二趾胫侧的趾底动脉随即行向足趾侧方,组合再造新拇指时拇甲瓣包绕二趾关节(twist)两者平行左右换位,较短的趾动脉游离段不可避免被迫发生扭转(rotated),相连两趾动脉牵拉伸直时甚至扭转(rotated)可达到360°,相连的跖动脉也同时受累及。血管的扭转使其极易发生血管危象。我们不拘泥于文献报道一个血管蒂上两个并联组织瓣扭转(twist)的方法,设计了拇甲瓣和二趾相连趾动脉断开,分别以独立血管蒂与受区吻合或重新搭配组合,避免了动脉扭曲牵拉从而显著降低血管危象几率。我们从组合再造的视角,根据拇趾腓侧及二趾胫侧两条趾动脉的来源分为X、H、Y三型,分型对组合再造的临床意义:组合再造时拇甲瓣包绕(twist)二趾关节时两者平行左右换位,趾动脉游离段不可避免被迫发生扭转(rotated),对血管造成极其不利的影响,应从一侧趾动脉起点以远0.5cm切断,两部分复合组织瓣换位组合后,再根据此分型重新修复动脉:H型可与受区两条动脉吻合;X型可一条跖动脉与受区动脉吻合,另一条与断开的趾动脉吻合;Y型断开的趾动脉需移植静脉与原断端或受区动脉吻合。根据本课题探讨了第一趾蹼间的动脉关系,及趾动脉断开后重新搭配吻合的设计与解剖依据。同样相连的静脉也发生扭转和迂曲,也需要断开重新设计吻合。  二趾甲皮瓣的血运:切取拇甲瓣及二趾骨关节后,最常用的修复方法是用二趾腓侧甲骨皮瓣覆盖拇甲骨瓣供区组组建一个新拇趾。注意勿损伤第2跖底动脉SPMA或第二跖背动脉SDMA与二趾腓侧趾动脉交通连续,以保障二趾甲瓣血运。二趾MTP移植时其血供需靠FDMA,游离时须保持与FDMA相连避免趾背动脉及跖骨头的分支损伤。如果二趾腓侧趾动脉主要发自SPMA,MTP上保留SDMA,可较少损伤跖骨颈动脉环增加跖骨头血供。第一趾蹼若有粗大深浅静脉交通支,可用作二趾骨关节回流通路而简化手术操作。  2.优化的灌注和造影技术,亚纳米级硫酸钡灌注可较好地灌注足部跖背跖底及微细分支动脉,通过CTA或MICRO-CT扫描可得到微小血管均匀连续的三维图像显影,其解剖学数据与传统解剖学数据动脉的空间走行及位置形态等相符,但灌注压力与灌注充分与否等多个条件会导致动脉粗细变化。足背动脉穿刺造影在足部微小血管显影方面优于肘静脉穿刺,并且还有造影剂用量少、并发症少的优点,更适于对前足微细血管显影要求高的手指再造的应用。  3.长手指组合再造数字化模型的临床意义  个性化长手指组合再造复合组织瓣数字化模型可直观显示供足术区动脉及周围结构的立体解剖关系,逼真地虚拟演示再造手术过程及优化再造方案设计,改变了既往术中动脉皮肤等多种组织的被动盲目探查组合,提高了手术的确定性和可控性,提高了手术效率及成功率,缩短了手术时间,可以使术者做到术前成竹在胸,使复杂的术式规范化精准化,对组合再造临床操作具有重要指导意义。同时可建立标本及活体长手指组合再造数字化模型数据库以丰富数字解剖学的研究,更可促进和改善教学培训,以及利于医生之间、医患之间的交流。模型构建基于个人计算机的便利平台,对手指再造的发展和推广有着重要的现实意义。
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